LS與LG菌株混合對降低小鼠慢性溫和壓力期糖攝入量的研究
日常生活中，心理和環(huán)境壓力源的持續(xù)存在會引發(fā)動機(jī)行為、情緒和情感的改變，這在個(gè)體中可能導(dǎo)致與壓力相關(guān)的疾病。食欲改變是應(yīng)對壓力的典型行為反應(yīng)之一，表現(xiàn)為食物攝入量的減少或增加。增加甜食攝入或渴望糖分是一種常見的與壓力相關(guān)的反應(yīng)，是導(dǎo)致飲食失調(diào)、代謝綜合征、糖尿病和肥胖的風(fēng)險(xiǎn)因素。然而，目前還沒有安全有效的方法來治療由壓力引起的對糖的渴望。
Lactobacillus salivarius（LS）和Lactobacillus gasseri（LG），這兩種菌株均被報(bào)道對人類有益，包括壓力反應(yīng)、能量平衡和腸道舒適度。在這項(xiàng)研究中，分析了兩種菌株對小鼠在暴露于慢性溫和壓力（CMS）前和期間的食物和蔗糖攝入量的影響。
材料與方法
在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，使用2個(gè)月大的雄鼠。在小鼠適應(yīng)后，隨機(jī)分配小鼠到治療組或?qū)φ战M。治療組每天接受27天的益生菌混合物（LS + LG），通過使用小鼠灌胃套管進(jìn)行胃內(nèi)灌注。對照組則進(jìn)行胃內(nèi)灌注0.9% NaCl溶液。經(jīng)過10天后，將小鼠單獨(dú)放入觀測籠中，觀測籠詳細(xì)情況見下文。在適應(yīng)觀測籠1周后，小鼠接受CMS模型，該模型包括間歇性的聲音和光照。自動監(jiān)測攝食行為，手動測量飲水量，食物、水和2%蔗糖溶液可隨意獲取。小鼠在不同的時(shí)間接受幾項(xiàng)行為測試，用于分析運(yùn)動、焦慮和抑郁樣行為，包括曠場、高架十字迷宮、O型迷宮、懸尾試驗(yàn)、強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)等測試，并使用EV等軟件來自動測量移動距離和花費(fèi)時(shí)間等參數(shù)（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1）。
觀測籠及攝食行為分析
觀測籠通過諾達(dá)思的鼠類家居行為活動觀測箱(PhenoTyper)與食物和飲料攝入監(jiān)測器以及自動門控制器相結(jié)合，用于監(jiān)測食物攝入量、水和蔗糖攝入量、運(yùn)動活動和類似焦慮行為。
PhenoTyper是一個(gè)完全可配置的儀器類觀測系統(tǒng)，其頂部單元包含了一個(gè)紅外敏感攝像頭，3組紅外LED燈，以及一個(gè)由動物運(yùn)動軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)控制的音頻刺激系統(tǒng)，本實(shí)驗(yàn)中PhenoTyper還增加了一個(gè)灰色的躲避屋。
結(jié)果
食物攝入
與對照組或益生菌組的基線水平相比，暴露于CMS并沒有顯著改變總食物攝入量和進(jìn)食模式。與對照組相比，益生菌處理的小鼠在CMS之前和期間都表現(xiàn)出每日總食物攝入量略有減少的趨勢，但這種差異未達(dá)到顯著性水平（圖2a）。無論是在CMS之前還是期間，進(jìn)食模式受到治療的顯著影響，乳桿菌處理組的進(jìn)食量增加，但進(jìn)食次數(shù)減少（圖2b,c）。
圖2. LS + LG對小鼠在CMS之前和期間的食物攝入量和進(jìn)食模式的影響。每日食物攝入量 (a)，進(jìn)食量(b)和進(jìn)食次數(shù)(c)
蔗糖攝入
小鼠暴露于CMS后，兩組小鼠的總?cè)諗z入蔗糖溶液的量均有增加趨勢，但未達(dá)到顯著水平。然而，在對照組中觀察到CMS期間蔗糖攝入量顯著增加，而在益生菌處理的小鼠中未觀察到。在對照組和LS + LG組中，CMS期間蔗糖攝入次數(shù)均呈現(xiàn)出非顯著的增加趨勢。
值得注意的是，在益生菌治療組中，每日蔗糖總攝入量顯著低于對照組。在CMS期間（圖3a），并且在基線期也觀察到這種強(qiáng)烈的趨勢。益生菌組蔗糖總消耗量的減少主要是由于在壓力暴露前后觀察到的蔗糖攝入次數(shù)的顯著減少（圖3c）。益生菌治療對蔗糖攝入量的大小沒有顯著影響，盡管在CMS前后都觀察到了一些趨勢（圖3b）。
圖3.LS + LG對小鼠在CMS之前和期間攝入2%蔗糖及其模式的影響。每日蔗糖攝入量(a)，每次攝入量的大小(b)和攝入次數(shù)(c)
飲水量及其與食物和蔗糖攝入量的關(guān)系
在對照組中，暴露于CMS期間的飲水量略有減少，但在益生菌組中沒有顯著變化。然而，與對照組相比，經(jīng)過益生菌處理的小鼠在CMS前后均表現(xiàn)出飲水量增加（圖 4a）。
在益生菌治療組的小鼠中，食物和2%蔗糖攝入量與飲水量的比率在CMS前后均有所降低（圖4b,c）。在兩組中，基線期和CMS期之間的這些比率沒有差異。
圖4. LS + LG對小鼠在CMS之前和期間的飲水量的影響及其與食物和2%蔗糖攝入量的關(guān)系。每日蔗糖攝入量(a)，每次攝入量的大小(b)和攝入次數(shù)(c)
焦慮樣行為
在曠場、高架O型迷宮和Phenotyper中評估了小鼠的焦慮樣行為和運(yùn)動活動。在D11時(shí)，兩組小鼠的運(yùn)動活動均較D0時(shí)有所下降，但在治療前后，各組之間沒有顯著差異（圖5a）。由于在曠場測試中，焦慮樣行為表現(xiàn)為在場地中心停留時(shí)間的減少，因此比較了中心與外周的時(shí)間比率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在D0或D11時(shí)，各組之間的比率沒有顯著差異。然而，在D11時(shí)，對照組觀察到比率的下降，但在益生菌治療組中沒有觀察到（圖5b）。
圖5.小鼠在LS + LG或作為對照的0.9% NaCl 溶液之前（D0）和之后10天（D11）的曠場試驗(yàn)�？傂凶呔嚯x(a)和中心到外圍時(shí)間比率 (b)
在D20天，即CMS方案開始后2天，進(jìn)行了O型迷宮實(shí)驗(yàn)，以評估嚙齒動物因?qū)Ω叨群烷_放空間的自然恐懼而產(chǎn)生的焦慮。在益生菌處理組和對照組之間，觀察到運(yùn)動活動以及在O型迷宮的開放或封閉臂中花費(fèi)的時(shí)間沒有顯著差異（圖6）。
在 CMS 期間，觀測籠中各組小鼠的總移動距離沒有顯著差異。在躲避屋中花費(fèi)的時(shí)間，其增加可被認(rèn)為是壓力誘導(dǎo)焦慮的升高，也沒有顯著差異。
圖6.在接受LS + LG或 0.9% NaCl 溶液作為對照的小鼠中，CMS期間的O型迷宮測試。在O型迷宮的開放臂(a)和封閉臂(b)中移動的距離，以及在開放臂(c)和封閉臂(d)中花費(fèi)的時(shí)間
抑郁樣行為
在CMS期間，通過懸尾實(shí)驗(yàn)（TST）和強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)（FST）評估抑郁樣行為。與對照組相比，接受乳桿菌混合物的小鼠組在TST中表現(xiàn)出減少不活動傾向，總不活動時(shí)間減少了25%，但這種差異未達(dá)到顯著性水平（圖7a）。然而，LS + LG組表現(xiàn)出逃逸能量的顯著增加（圖7b）。
圖7.在接受LS + LG或0.9% NaCl溶液作為對照的小鼠中，CMS期間的懸尾試驗(yàn)。TST中的不動時(shí)間(a)和逃逸能量(b)
總結(jié)
總之，本研究表明，兩種菌株LS和LG的混合能顯著降低小鼠的糖消耗量，這在CMS期間尤為明顯。這一發(fā)現(xiàn)具有實(shí)際意義，因?yàn)樗c其他有益效果（包括增加飲水量、減少進(jìn)餐次數(shù)以及輕微的抗抑郁效果）一起，表明目前的LS和LG菌株混合似乎是人類壓力管理的潛在候選者，尤其適用于對抗壓力引起的糖渴望。
參考文獻(xiàn)
Nicol, Marion, et al. “Lactobacillus salivarius and Lactobacillus gasseri supplementation reduces stress‐induced sugar craving in mice.” European Eating Disorders Review 32.6 (2024): 1041-1054.
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Lactobacillus salivarius（LS）和Lactobacillus gasseri（LG），這兩種菌株均被報(bào)道對人類有益，包括壓力反應(yīng)、能量平衡和腸道舒適度。在這項(xiàng)研究中，分析了兩種菌株對小鼠在暴露于慢性溫和壓力（CMS）前和期間的食物和蔗糖攝入量的影響。
材料與方法
在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，使用2個(gè)月大的雄鼠。在小鼠適應(yīng)后，隨機(jī)分配小鼠到治療組或?qū)φ战M。治療組每天接受27天的益生菌混合物（LS + LG），通過使用小鼠灌胃套管進(jìn)行胃內(nèi)灌注。對照組則進(jìn)行胃內(nèi)灌注0.9% NaCl溶液。經(jīng)過10天后，將小鼠單獨(dú)放入觀測籠中，觀測籠詳細(xì)情況見下文。在適應(yīng)觀測籠1周后，小鼠接受CMS模型，該模型包括間歇性的聲音和光照。自動監(jiān)測攝食行為，手動測量飲水量，食物、水和2%蔗糖溶液可隨意獲取。小鼠在不同的時(shí)間接受幾項(xiàng)行為測試，用于分析運(yùn)動、焦慮和抑郁樣行為，包括曠場、高架十字迷宮、O型迷宮、懸尾試驗(yàn)、強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)等測試，并使用EV等軟件來自動測量移動距離和花費(fèi)時(shí)間等參數(shù)（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如圖1）。
觀測籠及攝食行為分析
觀測籠通過諾達(dá)思的鼠類家居行為活動觀測箱(PhenoTyper)與食物和飲料攝入監(jiān)測器以及自動門控制器相結(jié)合，用于監(jiān)測食物攝入量、水和蔗糖攝入量、運(yùn)動活動和類似焦慮行為。
PhenoTyper是一個(gè)完全可配置的儀器類觀測系統(tǒng)，其頂部單元包含了一個(gè)紅外敏感攝像頭，3組紅外LED燈，以及一個(gè)由動物運(yùn)動軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)控制的音頻刺激系統(tǒng)，本實(shí)驗(yàn)中PhenoTyper還增加了一個(gè)灰色的躲避屋。
圖1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。縮寫：D，實(shí)驗(yàn)日；FST，強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)；TST，懸尾實(shí)驗(yàn)
結(jié)果
食物攝入
與對照組或益生菌組的基線水平相比，暴露于CMS并沒有顯著改變總食物攝入量和進(jìn)食模式。與對照組相比，益生菌處理的小鼠在CMS之前和期間都表現(xiàn)出每日總食物攝入量略有減少的趨勢，但這種差異未達(dá)到顯著性水平（圖2a）。無論是在CMS之前還是期間，進(jìn)食模式受到治療的顯著影響，乳桿菌處理組的進(jìn)食量增加，但進(jìn)食次數(shù)減少（圖2b,c）。
蔗糖攝入
小鼠暴露于CMS后，兩組小鼠的總?cè)諗z入蔗糖溶液的量均有增加趨勢，但未達(dá)到顯著水平。然而，在對照組中觀察到CMS期間蔗糖攝入量顯著增加，而在益生菌處理的小鼠中未觀察到。在對照組和LS + LG組中，CMS期間蔗糖攝入次數(shù)均呈現(xiàn)出非顯著的增加趨勢。
值得注意的是，在益生菌治療組中，每日蔗糖總攝入量顯著低于對照組。在CMS期間（圖3a），并且在基線期也觀察到這種強(qiáng)烈的趨勢。益生菌組蔗糖總消耗量的減少主要是由于在壓力暴露前后觀察到的蔗糖攝入次數(shù)的顯著減少（圖3c）。益生菌治療對蔗糖攝入量的大小沒有顯著影響，盡管在CMS前后都觀察到了一些趨勢（圖3b）。
飲水量及其與食物和蔗糖攝入量的關(guān)系
在對照組中，暴露于CMS期間的飲水量略有減少，但在益生菌組中沒有顯著變化。然而，與對照組相比，經(jīng)過益生菌處理的小鼠在CMS前后均表現(xiàn)出飲水量增加（圖 4a）。
在益生菌治療組的小鼠中，食物和2%蔗糖攝入量與飲水量的比率在CMS前后均有所降低（圖4b,c）。在兩組中，基線期和CMS期之間的這些比率沒有差異。
焦慮樣行為
在曠場、高架O型迷宮和Phenotyper中評估了小鼠的焦慮樣行為和運(yùn)動活動。在D11時(shí)，兩組小鼠的運(yùn)動活動均較D0時(shí)有所下降，但在治療前后，各組之間沒有顯著差異（圖5a）。由于在曠場測試中，焦慮樣行為表現(xiàn)為在場地中心停留時(shí)間的減少，因此比較了中心與外周的時(shí)間比率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在D0或D11時(shí)，各組之間的比率沒有顯著差異。然而，在D11時(shí)，對照組觀察到比率的下降，但在益生菌治療組中沒有觀察到（圖5b）。
在D20天，即CMS方案開始后2天，進(jìn)行了O型迷宮實(shí)驗(yàn)，以評估嚙齒動物因?qū)Ω叨群烷_放空間的自然恐懼而產(chǎn)生的焦慮。在益生菌處理組和對照組之間，觀察到運(yùn)動活動以及在O型迷宮的開放或封閉臂中花費(fèi)的時(shí)間沒有顯著差異（圖6）。
在 CMS 期間，觀測籠中各組小鼠的總移動距離沒有顯著差異。在躲避屋中花費(fèi)的時(shí)間，其增加可被認(rèn)為是壓力誘導(dǎo)焦慮的升高，也沒有顯著差異。
抑郁樣行為
在CMS期間，通過懸尾實(shí)驗(yàn)（TST）和強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)（FST）評估抑郁樣行為。與對照組相比，接受乳桿菌混合物的小鼠組在TST中表現(xiàn)出減少不活動傾向，總不活動時(shí)間減少了25%，但這種差異未達(dá)到顯著性水平（圖7a）。然而，LS + LG組表現(xiàn)出逃逸能量的顯著增加（圖7b）。
總結(jié)
總之，本研究表明，兩種菌株LS和LG的混合能顯著降低小鼠的糖消耗量，這在CMS期間尤為明顯。這一發(fā)現(xiàn)具有實(shí)際意義，因?yàn)樗c其他有益效果（包括增加飲水量、減少進(jìn)餐次數(shù)以及輕微的抗抑郁效果）一起，表明目前的LS和LG菌株混合似乎是人類壓力管理的潛在候選者，尤其適用于對抗壓力引起的糖渴望。
參考文獻(xiàn)
Nicol, Marion, et al. “Lactobacillus salivarius and Lactobacillus gasseri supplementation reduces stress‐induced sugar craving in mice.” European Eating Disorders Review 32.6 (2024): 1041-1054.
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